托勒密的地心說是科學的嗎?
關于這個問題其實是一個很有趣的問題,我們可以直接給出答案:地心說是科學!
那至于什么這么說,其實這要從科學本身說起。
科學是什么?如果我們都搞不清楚科學是什么,其實我們也就無法判斷一個理論是不是科學。那科學到底是什么呢?其實科學是一個不斷成長和豐富的體系,它一直演化至今。首先,它起源于古希臘的自然哲學,從古希臘哲學中汲取了“數理邏輯”的精髓。其次,在托勒密和哥白尼的努力之下,奠定了數學為科學理論的語言。
然后,伽利略及其同時代的學者,奠定了用實驗證明科學理論的方式,并且要求實驗和觀測是可重復的。
而牛頓則奠定了一整套的科學研究范式,在研究時,要先給研究對象下定義,這個定義是能夠被量化分析的,然后要用實驗去證明這個理論。所以,有個著名的牛頓的激光烈焰劍理論(Newton's Flaming Laser Sword),這個理論就說了:
所有不能被實驗證實和觀測的問題不值得討論。
隨后,卡爾·波普爾看到愛因斯坦把自己的相對論拿來和牛頓在光線偏折上進行對標,他受到了很大的啟發。
于是,他提出了:一個合格的科學理論,是可以被證偽的。
所以,我們來總結一下,科學理論要滿足哪些要求:
研究對象被嚴格定義,并且可量化分析;科學理論采用的是數學語言。要求科學理論是可以通過實驗和觀測證明的,并且實驗和觀測是可重復的;一個合格的科學理論是可以被證偽的。那到底如何評判呢?其實依靠的是科學共同體,當你發布一個新的理論時,科學共同體中會有科學家花很長的時間對你的理論進行嚴格的審查,這種審查是近乎于挑刺的,并且他們還常常會做個實驗來驗證一下。所以,科學是一個極其注重過程的。
地心說是科學理論而地心說理論,實際上是符合這些條件的。首先,它其實對于研究的內容有很嚴格的定義。當然,很多定義是我們現代人可能覺得匪夷所思,比如:本輪,均輪。
其次,地心說的理論框架就是建立在嚴格的數理邏輯之上的,并且采用大量的幾何和代數的論證,是一套非常嚴密的理論體系。
而且這套理論是符合觀測結果的,雖然我們現在看起來誤差有點大,但是是相對于現在的科學水平而言的。在托勒密的時代,其實完全夠用了,可以很準確的預測天體的運行規律。也就是說理論和現實擬合得很好,符合那個時代的需求。托勒密的體系經歷了上千年的歷史,無數的學者對其進行完善和挑刺,是一個經受了同行評議的理論,也是被整個學術圈認可的理論。所以,它流傳了1400多年,是至今為止,流傳時間最長的宇宙模型。
而且,整個理論也確實提供了可證偽的方法,那就是你只要提出一個比它更加簡潔并且更加準確的理論,就可以直接擊敗它。所以,對于地心說這類宇宙模型而言,“證偽”比的就是誰能解釋更多的天文學現象,預測得更精準。
基于這些因素,地心說完全稱得上一個合格的科學理論。
地球是宇宙的中心么?可能你要反駁我了,大概會說,地心說說的是地球是宇宙的中心,這是錯的。其實我們倒是可以反過來思考一下,那為啥日心說就會被我們這么推崇呢?難道日心說沒錯了么?
所以,其實很多問題,我們不能簡單化。科學理論的核心是解釋自然現象,并且能夠預言一些現象,然后甚至指導我們的生活。日心說其實并沒有比地心說準,所以日心說剛被提出來時,大家依舊使用地心說。直到開普勒提出的開普勒三大定律之后,這個局面才得到了改善,這也是因為精度急劇地升高導致的。
所以,科學比的其實不是對錯,而是精度。我們不能因為一個時代的局限性,就去否定這個時代的科學理論。所以,無論地球是不是宇宙中心,地球說在科學的定義中,都是合格的科學理論。
那地球到底是不是宇宙中心呢?
答案是:有可能是。我們要想搞清楚什么是宇宙的中心,這其實有兩個可能性,一種是宇宙是有限的,恰好有一個中心。第二個就是宇宙無限大的,處處都是中心。
而第一種似乎是不可能的事情了,至于第二種,其實科學家一直在嘗試去驗證,最新的普朗克衛星發回來的結果,我們會發現,宇宙是平坦的,這也就意味著宇宙可能是無限大的。
那如果宇宙真的就是無限大的,那地球不就是宇宙的中心了么?所以,我們可以說,地球有可能是宇宙的中心。但這個中心和托勒密所說的宇宙中心是兩個完全不一樣的事情,他所說的中心是宇宙是有限的,地球正好在中心。